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Dokumentenidentifikation DE69636184T2 16.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000740487
Titel Stereophonische Vorrichtung zur Schallfelderweiterung
Anmelder Yamaha Corp., Hamamatsu, Shizuoka, JP
Erfinder Takeuchi, Eiji, Hamamatsu-shi, Shizuoka-ken, JP
Vertreter WAGNER & GEYER Partnerschaft Patent- und Rechtsanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69636184
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 26.04.1996
EP-Aktenzeichen 961066396
EP-Offenlegungsdatum 30.10.1996
EP date of grant 31.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.05.2007
IPC-Hauptklasse H04S 1/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft ein Gerät zum Simulieren von reflektiertem Schall in einem Konzertsaal oder ähnlichem und insbesondere ein Gerät dieses Typs, welches einem Zuhörer ermöglicht, Erweiterung eines Klangfelds durch Lokalisierung von reflektierten Schall in einem Raum außerhalb eines Raums vor und zwischen Lautsprechern, welche vorn links und vorn rechts bezüglich des Zuhörers angeordnet sind, wahr zu nehmen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Gerät dieses Typs, welches dazu in der Lage ist, einen weiten Bereich von Erweiterung des Klangfelds zu sichern.

Zum Simulieren von reflektiertem Schall in einem Klangfeld wie einem Konzertsaal in einem Hausraum oder ähnlichem gibt es ein Vierkanal-Klangfeldverarbeitungssystem gemäß dem Stand der Technik, wie in 2 gezeigt ist. In diesem System sind vier Lautsprecher 14 (vorne links), 15 (vorne rechts) 16 (hinten links) und 17 (hinten rechts) um einen Zuhörer 12 herum vorgesehen. Zweikanal- (links und rechts) stereophone Eingangstonsignale L und R (es wird angenommen, dass diese Eingangstonsignale digitale Signale sind) werden mit geeigneten Multiplikationskoeffizienten versehen (das heißt Verstärkung) durch Koeffizientengeneratoren 18 und 20, zusammen addiert durch einen Addierer 22 und danach wird ein Summensignal L + R auf einen Erzeugungsschaltkreis 24 für ein reflektiertes Schallsignal angewandt.

In dem Erzeugungsschaltkreis 24 für ein reflektiertes Schallsignal erzeugt ein Erzeugungsschaltkreis 26 für vorne lokalisierten reflektierten Schall reflektierte Klänge, welche vor dem Zuhörer 12 lokalisiert sind (das heißt zwischen den Lautsprechern 14 und 15). In dem Erzeugungsschaltkreis 26 für vorne lokalisierten reflektierten Schall wird das Summensignal L + R der Linkskanal- und Rechtskanal-Eingangssignale sequentiell verzögert durch einen Verzögerungsschaltkreis 28 unter Verwendung eines vorbestimmten Takts und Verzögerungssignale werden jeweils von Taps entsprechend zu Verzögerungszeiten von dem jeweiligen reflektierten Schall, welcher erzeugt werden soll, geliefert (das heißt Verzögerungszeiten zu dem direkten Schall). Die Verzögerungssignale werden dann für den jeweiligen reflektierten Schall mit Multiplikationskoeffizienten durch die Multiplikationsgeneratoren 30 und 32 versehen, um ihre Pegel (Tonlautstärke) und links-rechts Balance (das heißt eine Position, bei welchem das Schallbild lokalisiert ist zwischen den Lautsprechern 14 und 15) einzustellen. Die Verzögerungssignale des linken Kanals werden zusammen addiert durch einen Addierer 34, um ein vorne links reflektiertes Schallsignal FL1 zu bilden, und die Verzögerungssignale des rechten Kanals werden zusammen addiert durch den Addierer 36, um ein vorne rechts reflektiertes Schallsignal FR1 zu bilden.

Ein Erzeugungsschaltkreis 38 für linksseitig lokalisierten reflektierten Schall erzeugt reflektierten Schall, welcher an der linken Seite des Zuhörers 12 lokalisiert ist (das heißt zwischen den Lautsprechern 14 und 16). In dem Erzeugungsschaltkreis 38 für linksseitig lokalisierten reflektierten Schall wird das Summensignal L + R sequentiell verzögert durch einen Verzögerungsschaltkreis 40 unter Verwendung eines vorbestimmten Takts und Verzögerungssignale werden von Abgriffen entsprechend zu Verzögerungszeiten des jeweiligen reflektierten Schalls, welcher erzeugt werden sollen, geliefert. Die Verzögerungssignale werden für den jeweiligen reflektieren Schall mit Multiplikationskoeffizienten durch Koeffizientengeneratoren 42 und 44 versehen, um ihren Pegel und ihre vorne-rück Balance (das heißt eine Position, bei welchem das Schallbild zwischen den Lautsprechern 14 und 16 lokalisiert ist) einzustellen. Die Verzögerungssignale des vorderen Kanals werden zusammen addiert durch einen Addierer 46, um ein vorne links reflektiertes Schallsignal FL2 zu bilden, und die Verzögerungssignale des rechten Kanals werden zusammen addiert durch einen Addierer 48, um ein hinten links reflektiertes Schallsignal RL1 zu bilden.

Ein Erzeugungsschaltkreis 50 für rückseitig lokalisierten reflektierten Schall erzeugt reflektierten Schall, welcher an der Rückseite des Zuhörers 12 lokalisiert ist (das heißt zwischen den Lautsprechern 16 und 17). In dem Erzeugungsschaltkreis 50 für rückwärtig lokalisierten reflektierten Schall wird das Summensignal L + R sequentiell verzögert durch einen Verzögerungsschaltkreis 52 und Verzögerungssignale werden von Abgriffen entsprechend zu Verzögerungszeiten des jeweiligen reflektierten Schalls, welcher erzeugt werden soll, geliefert. Die Verzögerungssignale werden für den jeweiligen reflektierten Schall mit Multiplikationskoeffizienten durch Koeffizientengeneratoren 54 und 56 versehen, um ihre Pegel und ihre links-rechts Balance (das heißt eine Position, bei welchem das Schallbild zwischen den Lautsprechern 16 und 17 lokalisiert ist) einzustellen. Die Verzögerungssignale des linken Kanals werden zusammen addiert durch einen Addierer 58, um ein hinten links reflektiertes Schallsignal RL2 zu bilden, und die Verzögerungssignale des rechten Kanals werden zusammen addiert durch einen Addierer 60, um ein hinten rechts reflektiertes Schallsignal RR1 zu bilden.

Ein Erzeugungsschaltkreis 62 für rechtsseitig lokalisierten reflektierten Schall erzeugt reflektierten Schall, welcher an der rechten Seite des Zuhörers 12 lokalisiert ist (das heißt zwischen den Lautsprechern 15 und 17). In dem Erzeugungsschaltkreis 62 für rechtsseitig lokalisierten reflektierten Schall wird das Summensignal L + R sequentiell durch einen Verzögerungsschaltkreis 64 unter Verwendung eines vorbestimmten Takts verzögert, und Verzögerungssignale werden von Abgriffen entsprechend zu Verzögerungszeiten des jeweiligen reflektierten Schalls, welcher erzeugt werden sollen, geliefert. Die Verzögerungssignale werden dann für den jeweiligen reflektierten Schall mit Multiplikationskoeffizienten durch Koeffizientengeneratoren 66 und 68 versehen, um ihren Pegel und ihre links-rechts Balance (das heißt eine Position, bei welcher das Schallbild zwischen den Lautsprechern 15 und 17 lokalisiert ist) einzustellen. Die Verzögerungssignale des linken Kanals werden zusammen addiert durch einen Addierer 70, um ein vorne rechts reflektiertes Schallsignal FR2 zu bilden, und die Verzögerungssignale des rechten Kanals werden zusammen addiert durch einen Addierer 72, um ein hinten rechts reflektiertes Schallsignal RR2 zu bilden.

Der direkte Schall L und der reflektierte Schall FL1 und FL2, welche reproduziert werden sollen von dem vorderen linken Lautsprecher 14, werden zusammen addiert durch einen Addierer 74, und das Summensignal wird in ein analoges Signal durch einen digital zu analog Konverter 76 konvertiert, und wird von dem vorderen linken Lautsprecher 14 durch einen Tiefpassfilter 78 und einen Verstärker 80 reproduziert. Der direkte Schall R und der reflektierte Schall FR1 und FR2, welche durch den vorderen rechten Lautsprecher 15 reproduziert werden sollen, werden zusammen addiert durch einen Addierer 82 und das Summensignal wird in ein analoges Signal durch einen digital zu analog Konverter 84 konvertiert, und wird durch den vorderen rechten Lautsprecher 15 durch einen Tiefpassfilter 86 und einen Verstärker 88 reproduziert. Der reflektierte Schall RL1 und RL2, welche von dem hinteren linken Lautsprecher 16 reproduziert werden sollen, werden durch einen Addierer 90 zusammen addiert, und das Summensignal wird in ein analoges Signal durch einen digital zu analog Konverter 92 konvertiert, und wird durch den hinteren linken Lautsprecher 16 durch einen Tiefpassfilter 94 und einen Verstärker 96 reproduziert. Der reflektierte Schall RR1 und RR2, welche durch den hinteren rechten Lautsprecher 17 reproduziert werden sollen, werden zusammen addiert durch einen Addierer 98 und in ein analoges Signal durch einen digital zu analog Konverter 100 konvertiert, und das Summensignal wird durch den hinteren rechten Lautsprecher 17 durch einen Tiefpassfilter 102 und einen Verstärker 104 reproduziert.

Gemäß dem Vierkanal-Klangfeldverarbeitungssystem von 2 kann ein reflektiertes Klangfeld, welches den Zuhörer 12 umgibt (das heißt in einem Bereich von 360 Grad um den Zuhörer 12 herum) simuliert werden und deshalb kann ein Klangfeld, welches einem realen Klangfeld eines Konzertsaals etc. sehr ähnlich ist realisiert werden. Gemäß diesem System werden jedoch vier Lautsprecher benötigt zum Realisieren der Vierkanal-Klangfeldverarbeitung und dies erzeugt Schwierigkeiten in den Herstellungskosten und auch in dem Raum zum Platzieren des Geräts in einem Gehäuse, in welchem das Gerät zu geringen Kosten montiert ist, einem stereophonen Komponentenset von kompakter Größe oder einer Spielmaschine.

Um das Problem zu lösen, wurde ein Zweikanal-Klangfeldverarbeitungssystem, wie in 3 gezeigt ist, vorgeschlagen, welches ein vereinfachtes Design des Systems von 2 ist. Gemäß diesem Zweikanalsystem wird der Erzeugungsschaltkreis für vorne lokalisiertem reflektierten Schall nur unter der Struktur des Vierkanalsystems von 2 benutzt, und vorne lokalisierter reflektierter Schall wird durch die vorderen linken und vorderen rechten Lautsprecher 14 und 15 reproduziert. Dieses Zweikanal-Klangfeldverarbeitungssystem ist zweckmäßig derart, dass es schnell für ein billiges stereophones Komponentenset von kompakter Größe oder eine Spielmaschine angepasst werden kann. In diesem System wird jedoch reflektierter Schall nur in engem Raum zwischen den vorderen linken und vorderen rechten Lautsprechern 14 und 15 lokalisiert, und als ein Ergebnis kann kein Gefühl der Erweiterung eines Klangfelds auf eine Umgebung des Zuhörers 12 erreicht werden.

Ein Klangfeldverarbeitungssystem, wie durch JP-A-06 261 398 vorgeschlagen ist, versucht, das Gefühl der Erweiterung eines Klangfelds in einer Umgebung eines Zuhörers mit Zweikanal-Lautsprechern zu erzeugen, welche an vorderen linken und vorderen rechten Positionen angeordnet sind. Gemäß diesem System werden Zweikanal-Lautsprecher an den vorderen linken und vorderen rechten Seiten eines Zuhörers platziert, direkter Schall der linken und rechten Kanäle wird zu dem reflektierten Schall, welcher von den vorderen linken und vorderen rechten Lautsprechern reproduziert werden soll, für jeden der linken und rechten Kanäle dazu addiert, und die Summensignale werden von den vorderen linken und vorderen rechten Lautsprechern reproduziert, und gleichzeitig wird reflektierter Schall, welcher in der Rückseite des Zuhörers reproduziert werden sollen, gegenphasig zu einander gemacht und der gegenphasig reflektierte Schall wird von den vorderen linken und vorderen rechten Lautsprechern reproduziert. In dem die Phasen des reflektierten Schalls, welcher in der Rückseite des Zuhörers reproduziert werden soll, entgegengesetzt zueinander gemacht werden und durch Reproduzieren des gegenphasigen reflektierten Schalls an den linken und rechten Seiten des Zuhörers kann eine „im Kopf" Lokalisierung (das Phänomen, dass es gefühlt wird, das ein Schallbild um den Kopf des Zuhörers herum existiert) erzeugt werden und dementsprechend kann ein rückwärtiges Klangfeld simuliert werden und das Gefühl der Erweiterung eines Klangfelds auf eine Umgebung des Zuhörers kann dadurch erzeugt werden nur mit den Zweikanal-Lautsprechern, welche vor dem Zuhörer platziert sind. Es fehlt jedoch an dem Gefühl von nicht lokalisiertem reflektiertem Schall, dass das Gefühl der Erweiterung des Klangfelds erzeugt wird. Dementsprechend ist es nur zwischen den vorderen Zweikanal-Lautsprechern, dass ein klar lokalisiertes reflektiertes Klangfeld erzeugt werden kann, und es ist nicht möglich für dieses System, das Gefühl der Erweiterung eines Klangfelds zu reproduzieren, welches ein reales Klangfeld wie in einem Konzertsaal nahekommend simuliert.

Ein außerhalb-des-Lautsprechers Lokalisationssystem gemäß welchem ein Schallbild in einem Raum außerhalb eines Raums vor und zwischen Lautsprechern durch Verwendung von zweikanaligen vorderen Lautsprechern lokalisiert werden kann, ist zum Beispiel durch die japanische Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnummer Hei5-41900 offenbart. In diesem System, wie in 4 gezeigt ist, sind Lautsprecher 14 und 15 an den vorderen linken und vorderen rechten Seiten eines Zuhörers 12 angeordnet, um linke und rechte Zweikanal-stereophone Signale L und R zu reproduzieren. Ferner wird das Linkskanalsignal L um eine kleine Zeitlänge verzögert durch einen Verzögerungsschaltkreis 110 und wird in seiner Verstärkung abgeschwächt auf einen vorbestimmten Wert und in seiner Phase invertiert durch einen Koeffizientengenerator 112, um ein Linkskanal-Löschsignal zu erzeugen. Dieses Linkskanal-Löschsignal wird zu dem Rechtskanalsignal R durch einen Addierer 114 addiert, und wird durch den Rechtskanal-Lautsprecher 15 reproduziert. Ebenso wird das Rechtskanalsignal R um eine kleine Zeitlänge verzögert durch einen Verzögerungsschaltkreis 116 und wird in seiner Verstärkung auf einen vorbestimmten Wert abgeschwächt und invertiert in seiner Phase durch einen Koeffizientengenerator 118, um ein Rechtskanal-Löschsignal zu erzeugen. Das Rechtskanal-Löschsignal wird zu dem Linkskanalsignal L durch einen Addierer 120 addiert, und wird durch den Linkskanal-Lautsprecher 14 reproduziert.

Gemäß diesem System wird ein Übersprechen, welches erzeugt wird durch Umleitung des Linkskanalsignals L, welches durch den Linkskanal-Lautsprecher 14 reproduziert wird, zu dem rechten Ohr des Zuhörers 12, durch das Linkskanal-Löschsignal, welches durch den Rechtskanallautsprecher 15 reproduziert wird, gelöscht, wodurch ein Gefühl erzeugt wird, als ob der Lautsprecher 14 zu der linken Seite des Zuhörers 12 bewegt wurde, wie durch Bezugszeichen 14' gezeigt ist. Ebenso wird ein Übersprechen, welches durch Umleitung des Rechtskanalsignals R, welches durch den Rechtskanallautsprecher 15 zu dem linken Ohr des Zuhörers 12 reproduziert wird durch das Rechtskanal-Löschsignal, welches durch den Linkskanallautsprecher 14 reproduziert wird, gelöscht, wodurch ein Gefühl erzeugt wird, als ob der rechtsseitige Lautsprecher 15 zu der rechten Seite des Zuhörers 12 bewegt wurde, wie durch Bezugszeichen 15' gezeigt wurde. Durch diese Anordnung kann Schall, welcher durch die Lautsprecher 14 und 15 reproduziert wurden, in einem Raum außerhalb eines Raums zwischen den Lautsprechern 14 und 15 lokalisiert werden (das heißt bei einer Position zwischen den hypothetischen Lautsprechern 14' und 15') und die Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers wird dadurch realisiert.

Es ist vorstellbar, dieses Lokalisationssystem außerhalb des Lautsprechers mit dem Zweikanal-Klangfeldverarbeitungssystem, welches in 3 gezeigt ist, zu kombinieren, und dadurch ein System wie in 5 gezeigt vorzusehen, in welchem Schallbilder von reflektiertem Schall in einem Raum außerhalb eines Raums zwischen den Lautsprechern 14 und 15 lokalisiert sind, wodurch ein Gefühl der Erweiterung eines Klangfelds, welches durch das Zweikanal-Klangfeldverarbeitungssystem erzeugt wird, erzeugt wird. Weil jedoch optimale Werte von Verzögerungszeiten der Verzögerungsschaltkreise 110 und 116 und Koeffizienten der Koeffizientengeneratoren 112 und 118 zum Realisieren einer stabilen Lokalisation außerhalb des Lautsprechers abhängig von Faktoren wie der Hörposition des Hörers variieren, wird der Übersprech-Löscheffekt nicht länger erhalten werden, wenn der Zuhörer 12 die Hörposition verändert, und deshalb wird eine Erweiterung eines Klangfelds von reflektiertem Schall außerhalb der Lautsprecher 14 und 15 nicht länger verfügbar sein. Aus diesem Grund ist der Hörbereich (das heißt ein Bereich im Raum in welchem die Lokalisation außerhalb des Lautsprechers stabil erhalten werden kann) in diesem System sehr schmal. Ferner ist die Differenz in den Ohrcharakteristika (das heißt akustische Charakteristika eines menschlichen Ohres) zwischen Individuen so groß, dass auch wenn Verzögerungszeiten und Multiplikationskoeffizienten gemäß eines Zuhörers zum Vorsehen einer optimalen Lokalisation außerhalb des Lautsprechers eingestellt sind, ein solcher Satz von Verzögerungszeiten und Multiplikationskoeffizienten nicht notwendigerweise eine optimale Lokalisation außerhalb des Lautsprechers für einen anderen Zuhörer vorsieht.

WO 80/02219 betrifft eine dimensionsbehaftete Schallerzeugungsvorrichtung und ein Verfahren und offenbart ein Schallreproduktionssystem, welches rechte und linke Lautsprecher hat, welche rechten und linken Stereoschall erzeugen. Ein rechtes Stereosignal zusätzlich zum Betrieb des rechten Lautsprechers ist invertiert und verzögert, um ein Kompensationssignal zu erzeugen, welches zu dem linken Lautsprecher übertragen wird, um ein verzögertes Kompensationsschallmuster von dem linken Lautsprecher zu erzeugen. Das Signal für den linken Lautsprecher ist invertiert und verzögert in einer Art und Weise, um ein Kompensationsschallmuster von dem rechten Lautsprecher zu erzeugen. Der Kompensationsschall löscht im Wesentlichen den Hauptstereoschall, welcher sich zu dem Ohr einer Person ausbreitet, welches weiter von diesem Lautsprecher entfernt ist, um einen dimensionalisierten Effekt zu erzeugen, wobei ein Teil des Schalls außerhalb des Lautspecherbereichs erscheint. In einem anderen Ausführungsbeispiel werden die Hauptstereosignale und die Kompensationssignale verwendet, um eine Aufnahme zu erzeugen, welche somit den Hauptstereoschall und den Kompensationsschall erzeugt, um einen dimensionalisierten Effekt zu erzeugen.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein stereophonisches Gerät zur Klangfelderweiterung vorzusehen, welches einem Zuhörer ermöglicht, die Erweiterung eines Klangfelds durch Lokalisierung von reflektiertem Schall in einem Raum außerhalb des Raums vor und zwischen Lautsprechern wahrzunehmen, welche an den vorderen linken und vorderen rechten Seiten des Zuhörers angeordnet sind, wodurch ein weiter Hörbereich gesichert wird, in welchem die Erweiterung eines Klangfelds wahrgenommen werden kann, und der Effekt der Differenz in den Ohrcharakteristika zwischen Individuen minimiert wird.

Um das oben beschriebene Ziel der Erfindung zu erreichen, wird ein stereophones Gerät zur Klangfelderweiterung vorgesehen, welches folgendes aufweist: Mittel zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall des linken Kanals zum Erzeugen von reflektierten Schallsignalen eines Eingangstonsignals, welches verschiedene Verzögerungszeiten und verschiedene Pegel hat; Mittel zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall des rechten Kanals zum Erzeugen von reflektierten Schallsignalen des rechten Kanals eines Eingangstonsignals, welches verschiedene Verzögerungszeiten und verschiedene Pegel hat; Mittel zur Löschsignalerzeugung des linken Kanals zum Erzeugen von Löschsignalen des linken Kanals durch Verzögerung der reflektierten Schallsignale des linken Kanals individuell mit Verzögerungszeiten, welche die Lokalisation von jeweils reflektierten Schallsignalen des linken Kanals bei verschiedenen Hörpunkten ermöglicht, welche für die jeweiligen reflektierten Schallsignale des linken Kanals in einem Raum außerhalb eines Raums vor und zwischen Lautsprechern und durch Invertierung der Phase von jeweiligen reflektierten Schallsignalen des linken Kanals zu ermöglichen; Mittel zur Löschsignalerzeugung des rechten Kanals zum Erzeugen von Löschsignalen des rechten Kanals durch Verzögerung der reflektierten Schallsignale des rechten Kanals individuell mit Verzögerungszeiten, wodurch Lokalisation von jeweiligen reflektierten Schallsignalen des rechten Kanals bei verschiedenen Hörpunkten ermöglicht wird, welche für jeweilige reflektierte Schallsignale des rechten Kanals in einem Raum außerhalb des Raums vor und zwischen Lautsprechern durch Invertierung der Phase von jeweiligen reflektierten Schallsignalen des rechten Kanals bestimmt wurden; einen Lautsprecher des linken Kanals, welcher an der vorderen linken Seite einer Hörposition eines Zuhörers zum Reproduzieren der reflektierten Schallsignale des linken Kanals und der Löschsignale des rechten Kanals vorgesehen ist; und einen Lautsprecher des rechten Kanals, welcher an der vorderen rechten Seite der Hörposition zum Reproduzieren der reflektierten Schallsignale des rechten Kanals und der Löschsignale des linken Kanals vorgesehen ist.

Gemäß der Erfindung werden Verzögerungszeiten der Löschsignale, welche Übersprechen von reflektierten Schallsignalen löschen, auf Werte gesetzt, welche die Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers der jeweiligen reflektierten Schallsignale bei verschiedenen Hörpunkten, welche für die jeweiligen reflektierten Schallsignale bestimmt wurden, ermöglichen. Durch diese Anordnung wird, wenn der Hörpunkt bewegt wird, der Übersprech-Löscheffekt reduziert mit Bezug auf einen Teil von reflektiertem Schall, aber der Übersprech-Löscheffekt wird verbessert mit Bezug auf anderen reflektierten Schall, um dadurch die Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers zu erzeugen. In einem Fall, in welchem reflektierter Schall in einer bestimmten Umgebung, zum Beispiel einem Konzertsaal, simuliert wird, unterscheidet der Zuhörer nicht jeden reflektierten Schall individuell sondern nimmt ein Bündel von reflektiertem Schall kollektiv wahr, und aus diesem Grund wird eine lokalisierte Position von jedem individuellen reflektierten Schall als nicht so wichtig angesehen. Mit anderen Worten kann, auch wenn eine lokalisierte Position von jedem individuellen reflektierten Schall abweichen kann abhängig von der Ohrcharakteristik oder dem Hörpunkt des Zuhörers ein Gefühl der Erweiterung erhalten werden in der Simulation von reflektiertem Schall, so lange wie eine Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers erhalten wird mit Bezug auf einen Teil des reflektierten Schalls und als ein Ergebnis der hörbare Bereich (ein Bereich im Raum in welchem das Gefühl der Erweiterung durch eine Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers erhalten werden kann) erweitert wird und der Effekt des Unterschieds in der Ohrcharakteristik zwischen Individuen gemildert werden kann.

In einem Aspekt der Erfindung weist ein stereophones Gerät zur Klangfelderweiterung ferner Dämpfungsmittel zum Dämpfen der Linkskanal-Löschsignale mit Multiplikationskoeffizienten auf, welche eine klarere Lokalisierung der jeweiligen reflektierten Schallsignale des linken Kanals bei den jeweiligen Hörpunkten ermöglichen, welche für die jeweiligen reflektierten Schallsignale des linken Kanals in dem Raum außerhalb des Raums vor und zwischen den Lautsprechern bestimmt wurden, und Dämpfungsmittel zum Dämpfen von Löschsignalen des rechten Kanals mit Multiplikationskoeffizienten, welche eine klarere Lokalisierung der jeweiligen reflektierten Schallsignale des rechten Kanals bei den jeweiligen Hörpunkten ermöglichen, welche für die jeweiligen reflektierten Schallsignale des rechten Kanals in dem Raum außerhalb des Raums vor und zwischen den Lautsprechern bestimmt wurden.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung werden die Multiplikationskoeffizienten der Löschsignale auf Werte gesetzt, bei welchen eine klarere Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers der jeweiligen reflektierten Schallsignale bei den jeweiligen Hörpunkten erhalten werden kann, und dadurch kann die Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers des reflektierten Schalls klarer gemacht werden.

In einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein stereophones Gerät zur Klangfelderweiterung ferner Mittel zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall zum Erzeugen von vorne reflektierten Schallsignalen eines Eingangssignals, welches verschiedene Verzögerungszeiten und verschiedene Pegel hat, auf, wobei die vorne reflektierten Schallsignale durch den Linkskanallautsprecher und den Rechtskanallautsprecher reproduziert werden.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung werden die vorne reflektierten Schallsignale separat erzeugt und reproduziert durch die linken und rechten Lautsprecher und deshalb kann reflektierter Schall bei verschiedenen Positionen in einem weiten Bereich von der Vorderseite zu den linken und rechten Seiten des Zuhörers mit den linken und rechten Lautsprechern lokalisiert werden.

In einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein stereophones Gerät zur Klangfelderweiterung ferner Mittel zur Kombination von Eingangssignalen zur Kombination von Eingangstonsignalen des linken Kanals und Eingangstonsignalen des rechten Kanals zusammen auf, um ein Eingangstonsignal zu bilden, welches zu den Mitteln zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall des linken Kanals und den Mitteln zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall des rechten Kanals geliefert wird.

In einem anderen Aspekt der Erfindung ist in einem stereophonen Gerät zur Klangfelderweiterung wie definiert das Eingangstonsignal, welches auf die Mittel zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall des linken Kanals angewandt wird ein Eingangstonsignal des linken Kanals, und das Eingangstonsignal, welches auf die Mittel zur Signalerzeugung des reflektierten Schalls des rechten Kanals angewandt wird ist ein Eingangstonsignal des rechten Kanals.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann ein intensiveres Gefühl der Erweiterung eines Klangfelds erhalten werden.

In einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein stereophones Gerät zur Klangfelderweiterung wie definiert ferner Mittel zur Kombination von Eingangssignalen zur Kombination eines Eingangstonsignals des linken Kanals und eines Eingangstonsignals des rechten Kanals zusammen auf, um ein Eingangstonsignal zu bilden, welches zu den Mitteln zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall des linken Kanals und den Mitteln zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall des rechten Kanals geliefert wird.

In einem anderen Aspekt der Erfindung ist in einem stereophonen Gerät zur Klangfelderweiterung das Eingangstonsignal, welches auf die Mittel zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall des linken Kanals angewandt wird, ein Eingangstonsignal des linken Kanals und das Eingangstonsignal, welches auf die Mittel zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall des rechten Kanals angewandt wird ist ein Eingangstonsignal des rechten Kanals.

In noch einem weiteren Aspekt der Erfindung haben in einem stereophonen Gerät zur Klangfelderweiterung die vorne reflektierten Schallsignale, welche durch den Linkskanallautsprecher reproduziert werden, die gleiche Verzögerungszeit wie die vorne reflektierten Schallsignale, welche von dem Rechtskanallautsprecher reproduziert werden, und haben einen verschiedenen Pegel von den vorne reflektierten Schallsignalen, welche von dem Rechtskanallautsprecher reproduziert werden.

Zum Erzeugen der Löschsignale ist es nicht immer nötig, verschiedene Verzögerungszeiten und Multiplikationskoeffizienten für jeden individuellen reflektierten Schall (das heißt um einen abweichenden Hörpunkt für jeden individuellen reflektierten Schall anzunehmen) einzustellen, Sonderlöschsignale für mehr reflektierten Schall können für einen einzigen Hörpunkt existieren.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden untenstehend beschrieben mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.

In den beigefügten Zeichnungen gilt:

1 ist ein Blockdiagramm, welches ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

2 ist ein Blockdiagramm, welches ein Beispiel eines Vierkanal-Klangfeldverarbeitungssystems gemäß dem Stand der Technik zeigt;

3 ist ein Blockdiagramm, welches ein Zweikanal-Klangfelderweiterungssystem gemäß dem Stand der Technik zeigt;

4 ist ein Blockdiagramm, welches ein Lokalisierungssystem außerhalb des Lautsprechers durch Löschen eines Übersprechens zeigt;

5 ist ein Blockdiagramm, welches ein System zum Realisieren einer Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers Lokalisierungssystems von 4 mit dem Zweikanal-Klangfeldverarbeitungssystem von 2 zeigt;

6A und 6B sind Diagramme zum Erklären des Prinzips der vorliegenden Erfindung;

7A und 7B sind Diagramme zum Erklären des Prinzips der vorliegenden Erfindung;

8 ist ein Blockdiagramm, welches ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; und

9 ist ein Diagramm, welches ein anderes Beispiel des Erzeugungsschaltkreises von lokalisiertem reflektiertem Schall des linken Kanals und des Erzeugungsschaltkreises von lokalisiertem reflektiertem Schall des rechten Kanals zeigt.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 1 sind die gleichen Komponententeile wie diejenigen, die in den 2 und 3 gezeigt sind, durch die selben Bezugszeichen bezeichnet.

In einer Kammer 10 sind zwei Lautsprecher 14 (vorne links) und 15 (vorne rechts) an den vorderen linken und vorderen rechten Seiten eines Zuhörers 12 vorgesehen. Zweikanalige stereophone Tonsignale L und R des linken und des rechten Kanals (es wird angenommen, dass diese Signale digitale Signale sind), welche auf ein stereophones Gerät 1 zur Klangfelderweiterung angewandt werden, werden mit geeigneten Multiplikationskoeffizienten (das heißt Verstärkung) durch Koeffizientengeneratoren 18 und 20 versehen, und werden durch einen Addierer 22 addiert. Ein Summensignal wird auf einen Tiefpassfilter 122 angewandt. Der Tiefpassfilter 122 wird zum Abmildern eines Zustands der Lokalisierung durch Verengung des Frequenzbands des Tonsignals vorgesehen, und erleichtert dadurch die Anpassung eines reflektierten Schallbilds in einem Raum außerhalb des Raums vor und zwischen den Lautsprechern 14 und 15, um das reflektierte Schallbild in dem Raum außerhalb der Lautsprecher 14 und 15 zu lokalisieren, und auch um die Trennung eines Schalls abhängig vom Frequenzband zu verhindern, um die Breite der Lokalisierung des reflektierten Schallbilds in dem Raum außerhalb der Lautsprecher 14 und 15 zu stabilisieren, und außerdem um dem simulierten reflektierten Schall Natürlichkeit zu geben. Die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters 122 wird auf einen Wert in der Größenordnung von zum Beispiel acht kHz gesetzt. Der Filter, welcher hier verwendet wird, ist nicht auf den Tiefpassfilter eingeschränkt, sondern kann jeder Typ von Filter wie ein Bandpassfilter sein, welcher solange verwendet wird, wie er eine Funktion der Stabilisierung der Lokalisierung von einem reflektiertem Schallbild durch Anpassung des Frequenzbands des Tonsignals hat.

Das Tonsignal, welches durch den Tiefpassfilter 122 vorgesehen wird, wird dann auf einen Erzeugungsschaltkreis 124 für reflektierte Schallsignale angewandt. In dem Erzeugungsschaltkreis 124 für reflektierte Schallsignale erzeugt ein Erzeugungsschaltkreis 26 für vorne lokalisierte reflektierte Schallsignale reflektierten Schall, welcher vor dem Zuhörer 12 lokalisiert ist (das heißt zwischen den Lautsprechern 14 und 15). In dem Erzeugungsschaltkreis 26 für vorne lokalisierte reflektierte Schallsignale wird das Summensignal L + R der Eingangsignale des linken Kanals und des rechten Kanals sequentiell verzögert durch einen Verzögerungsschaltkreis 28 unter Verwendung eines vorbestimmten Takts und Verzögerungssignale werden jeweils von Abgriffen entsprechend zu Verzögerungszeiten des jeweiligen reflektierten Schalls, welcher erzeugt werden soll, vorgesehen (das heißt Verzögerungszeiten für den direkten Schall). Die Verzögerungssignale werden dann auf den jeweiligen reflektierten Schall angewandt, mit Multiplikationskoeffizienten durch die Koeffizientengeneratoren 30 und 32, um ihren Pegel (Tonvolumina) und links-rechts Balance (das heißt eine Position, bei welcher das Schallbild zwischen den Lautsprechern 14 und 15 lokalisiert ist) einzustellen. Die Verzögerungssignale des linken Kanals werden zusammen addiert durch einen Addierer 34, um ein vorne links reflektiertes Schallsignal FL1 zu bilden, und die Verzögerungssignale des rechten Kanals werden zusammen addiert durch einen Addierer 36, um ein vorne rechts reflektiertes Schallsignal FR1 zu bilden.

Ein Erzeugungsschaltkreis 126 für lokalisierten reflektierten Schall der linken Seite und ein Erzeugungsschaltkreis 128 für lokalisierten reflektierten Schall der rechten Seite werden zur Erzeugung von reflektiertem Schall vorgesehen, welcher an der linken Seite und rechten Seite des Zuhörers 12 lokalisiert ist. Das Prinzip der Lokalisierung durch diese Schaltkreise wird nun beschrieben.

Unter Bezugnahme nun auf 6A wird es angenommen, dass das Rechtskanalsignal R reproduziert wird durch den Rechtskanallautsprecher 15 und dieses Rechtskanalsignal R wird auch verzögert durch einen Verzögerungsschaltkreis 130 um eine kurze Zeitlänge und dann gedämpft auf eine vorbestimmte Verstärkung und dann in seiner Phase invertiert durch einen Koeffizientengenerator 132, und wird danach reproduziert durch den linksseitigen Lautsprecher 14. In diesem Fall wird ein Schall, welcher durch den rechtsseitigen Lautsprecher 15 reproduziert wird, und welcher das linke Ohr des Zuhörers 12 erreicht (das heißt Übersprechen) durch einen Schall, welcher durch den linksseitigen Lautsprecher 14 (das heißt Übersprech-Löschsignal) reproduziert wird, gelöscht, wodurch ein Schallbild in einem Raum außerhalb des Raums vor und zwischen den Lautsprechern 14 und 15 lokalisiert werden kann (das heißt eine Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers eines Schallbilds durch Löschung von Übersprechung).

Es wird nun angenommen, dass der Zuhörer 12 bei einer Hörposition A platziert ist, und ein Schallbild wurde bei einer Position lokalisiert, welche als Sound 1A bezeichnet ist, welche außerhalb des Lautsprechers 15 ist, durch Einstellen von Verzögerungszeit des Verzögerungsschaltkreises 130 und Multiplikationskoeffizienten des Koeffizientengenerators 132. Wenn der Zuhörer 12 sich dann zu einer Hörposition B bewegt, während der Verzögerungszeit, und die Multiplikationskoeffizienten unverändert bleiben, kann der Schall, welcher bei Sound 1A platziert ist, dann bei Sound 1B lokalisiert sein, und dies wird nicht länger eine Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers sein. Wenn jedoch die Verzögerungszeit und die Multiplikationskoeffizienten angepasst sind auf die Hörposition B, wird das Schallbild in einem Raum außerhalb des Lautsprechers 15 lokalisiert sein.

Es wird nun angenommen, dass, wie in 6B gezeigt ist, ein Schallbild bei einer Position lokalisiert wurde, welche als Sound 2B bezeichnet ist, welche außerhalb des Lautsprechers 15 ist, durch Anpassen der Verzögerungszeit und der Multiplikationskoeffizienten, wenn der Zuhörer 12 bei der Hörposition B ist. Wenn die Hörposition geändert wird auf die Position A, während der Verzögerungszeit, und Multiplikationskoeffizienten unverändert bleiben, wird sich das Schallbild von Sound 2B zu zum Beispiel Sound 2A bewegen.

Dementsprechend kann durch Vorsehen von beiden Reproduktionssystemen von 6A und 6B mindestens ein Schallbild in einem Raum außerhalb des Lautsprechers 15 lokalisiert werden, unabhängig davon ob der Zuhörer 12 bei der Hörposition A oder B platziert ist. Wenn jedoch die Reproduktionssysteme von 6A und 6B einfach kombiniert werden, werden Sound 1A und Sound 2A (in einem Fall, dass der Zuhörer 12 bei der Hörposition A hört) oder Sound 1B und Sound 2B (in einem Fall, dass der Zuhörer 12 bei der Hörposition B hört) beinahe gleichzeitig reproduziert, um miteinander zu interferieren, mit dem Ergebnis, dass der Löscheffekt reduziert wird, und dass die Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers schwierig wird. Um dies zu verhindern wird eine Zeitdifferenz zwischen Sound 1 (A, B) und Sound 2 (A, B) durch einen Verzögerungsschaltkreis 138 vorgesehen, wie in 7A gezeigt ist, bevor dieser Schall reproduziert wird. Als ein Ergebnis haben Sound 1A und Sound 2A (oder Sound 1B und Sound 2B) eine Funktion von reflektiertem Schall, welcher bei verschiedenen Positionen lokalisiert ist. Durch weitere Erhöhung von Hörpositionen und Vorsehen von Reproduktionssystemen, in welchen Verzögerungszeiten und Multiplikationskoeffizienten derart angepasst sind, dass Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers bei jeweiligen Hörpositionen erzeugt werden kann, und durch Reproduktion von Sound 1 und Sound 2 mit einer Zeitdifferenz, kann mindestens ein Schallbild in einem Raum außerhalb des Lautsprechers 15 lokalisiert werden, unabhängig davon bei welcher Hörposition der Zuhörer 12 platziert sein kann, und daher kann eine Erweiterung des hörbaren Bereichs (das heißt der Bereich in welchem die Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers erhalten worden ist) realisiert werden. Ein Beispiel in welchem die Hörposition bei drei Punkten platziert ist, ist in 7B gezeigt.

In der vorhergehenden Art und Weise, durch Vorsehen einer Vielzahl von Hörpositionen bei Positionen wo die Lautsprecher 14 und 15 platziert sind an den vorderen linken und vorderen rechten Seiten des Zuhörers in einer solchen Art und Weise, dass ihre hörbaren Bereiche im Wesentlichen Seite an Seite angeordnet sind, Bestimmung von Verzögerungszeiten und Multiplikationskoeffizienten von Löschsignalen derart, dass Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers für jeden der hörbaren Bereiche erhalten werden kann (Verzögerungszeiten sind insbesondere wichtig zum Erhalten der Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers. Was die Multiplikationskoeffizienten angeht kann der Effekt der Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers in manchem Fall auch dann erreicht werden, wenn die Multiplikationskoeffizienten gleichmäßig gestimmt werden, obwohl eine klarere Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers in dem Fall erhalten werden kann, wenn die Multiplikationskoeffizienten verschieden abhängig von den Hörpositionen bestimmt wurden), und Reproduzierung von reflektierten Schallsignalen und Löschsignalen dafür von den vorderen linken und vorderen rechten Lautsprechern 14 und 15 mit einer Zeitdifferenz zwischen den jeweiligen Hörpositionen, kann ein Gefühl der Erweiterung von reflektiertem Schall für einen weiten hörbaren Bereich erhalten werden, wodurch ein Gefühl eines Klangfelds einer Konzerthalle etc. realisiert werden kann. Ferner, nachdem reflektierter Schall mit verschiedenen Verzögerungszeiten und Multiplikationskoeffizienten vorgesehen ist, gibt es eine erhöhte Möglichkeit der Realisierung einer Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers in Bezug auf einen Teil des reflektierten Schalls und deshalb kann der Effekt des Unterschieds in den Ohrcharakteristika zwischen Individuen abgemildert werden.

Die Verzögerungszeiten der Löschsignale (das heißt Verzögerungszeiten für die reflektierten Schallsignale) werden innerhalb eines Bereichs von 0 msec bis 0,8 msec bestimmt, und die Verstärkung des Löschsignals (das heißt Verstärkung für die reflektierten Schallsignale) sollen bevorzugterweise innerhalb eines Bereichs von –10 dB (0,3) bis –1 dB (0,9) sein. Wenn die Verstärkung weniger als –10 dB ist (das heißt das Tonvolumen von dem Löschsignal ist klein) kann kein ausreichender Löscheffekt erhalten werden und somit kann das Gefühl der Erweiterung des Schallbilds in einem Raum außerhalb der Lautsprecher nicht erzeugt werden. Wenn die Verstärkung größer ist als –1 dB (das heißt das Tonvolumen des Löschsignals ist groß) bleibt der Schall des Löschsignals in dem Lautsprecher, welcher das Löschsignal in Schall umgesetzt hat, unabhängig davon, wie die Verzögerungszeit eingestellt ist. Die Zeitdifferenz, welche für jede Hörposition gegeben ist, reduziert die Interferenz in der Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers und erzeugt auch einen reflektierten Schall zum Erzeugen eines Klangfelds. Die Zeitdifferenz wird auf eine Zeitlänge gesetzt, welche wesentlich länger ist als die Verzögerungszeit des Löschsignals (zum Beispiel über 5 msec und bevorzugterweise über 20 msec).

Die Struktur des Erzeugungsschaltkreises 126 für lokalisierten reflektierten Schall der linken Seite und des Erzeugungsschaltkreises 128 für lokalisierten reflektierten Schall der rechten Seite werden nun beschrieben werden. In dem Erzeugungsschaltkreis 126 für lokalisierten reflektierten Schall der linken Seite wird das Eingangssignal L + R auf einen Verzögerungsschaltkreis 140 angewandt, und wird sequentiell verzögert durch den Verzögerungsschaltkreis 140 um einen vorbestimmten Takt, und Verzögerungssignale werden von Abgriffen entsprechend zu Verzögerungszeiten von jeweiligem linksseitig reflektiertem Schall, welcher erzeugt werden soll, vorgesehen (das heißt Verzögerungszeiten zu direktem Schall) und mit Multiplikationskoeffizienten für den jeweiligen reflektierten Schall durch einen Koeffizientengenerator 172 versehen, um ihren Pegel (Tonvolumen) einzustellen. Die reflektierten Schallsignale, welche in ihrem Pegel angepasst wurden, werden zusammen addiert durch einen Addierer 144, um ein reflektiertes Schallsignal Lr des linken Kanals zu bilden.

Die reflektierten Schallsignale, welche durch den Koeffizientengenerator 142 vorgesehen sind, werden durch einen Verzögerungsschaltkreis 146 um Verzögerungszeiten verzögert, welche für den jeweiligen reflektierten Schall eingestellt sind, und werden mit Multiplikationskoeffizienten versehen, welche bestimmt werden für die jeweiligen reflektierten Schallsignale und in der Phase invertiert durch einen Koeffizientengenerator 148. Auf der Basis des mit Bezug auf die 6 und 7 beschriebenen Prinzips werden die Verzögerungszeiten des Verzögerungsschaltkreises 146 und die Koeffizientenwerte des Koeffizientengenerators 148 auf Werte bestimmt, bei welchen die Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers mit Bezug auf den Linkskanallautsprecher 14 bei Hörpositionen vorgesehen werden kann, welche hypothetisch für den jeweiligen reflektierten Schall aufgebaut sind. Die reflektierten Schallsignale, welche durch den Koeffizientengenerator 148 vorgesehen sind, werden zusammen addiert durch einen Addierer 150, um ein Linkskanal-Löschsignal Lc zu bilden.

In dem Erzeugungsschaltkreis 128 für lokalisierten reflektierten Schall der rechten Seite wird das Eingangssignal L + R auf einen Verzögerungsschaltkreis 152 angewandt und wird sequentiell verzögert durch den Verzögerungsschaltkreis 152 durch einen vorbestimmten Takt und Verzögerungssignale werden von Abgriffen entsprechend Verzögerungszeiten von jeweiligem reflektierten Schall der rechten Seite, welcher erzeugt werden soll, vorgesehen (das heißt Verzögerungszeiten zu direktem Schall) und mit Multiplikationskoeffizienten für den jeweiligen reflektierten Schall durch einen Koeffizientengenerator 154 versehen, um ihren Pegel (Tonvolumen) einzustellen. Die reflektierten Schallsignale, welche in ihrem Pegel angepasst wurden, werden zusammen addiert durch einen Addierer 156, um ein reflektiertes Schallsignal Rr des rechten Kanals zu bilden.

Die reflektierten Schallsignale, welche durch den Koeffizientengenerator 154 vorgesehen sind, werden durch einen Verzögerungsschaltkreis 158 um Verzögerungszeiten verzögert, welche für den jeweiligen reflektierten Schall eingestellt sind, und mit Multiplikationskoeffizienten, welche für die jeweiligen reflektierten Schallsignale bestimmt sind, versehen, und in der Phase invertiert durch einen Koeffizientengenerator 160. Auf der Basis des mit Bezug auf die 6 und 7 beschriebenen Prinzips werden die Verzögerungszeiten des Verzögerungsschaltkreises 158 und die Koeffizientenwerte des Koeffizientengenerators 160 zu Werten bestimmt, bei welchen eine Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers mit Bezug auf den Rechtskanallautsprecher 15 vorgesehen wird, bei Hörpositionen, welche hypothetisch für den jeweiligen reflektierten Schall aufgebaut sind. Die reflektierten Schallsignale, welche durch den Koeffizientengenerator 160 vorgesehen sind, werden zusammen addiert durch einen Addierer 162, um ein Rechtskanal-Löschsignal Rc zu bilden.

Das Hauptsignal L des linken Kanals (direkter Schall), das vorne reflektierte Schallsignal FL1 des linken Kanals, das reflektierte Schallsignal Lr des linken Kanals und das Löschsignal Rc des rechten Kanals werden zusammen addiert durch einen Addierer 74 und ein Summensignal wird zu einem analogen Signal durch einen digital zu analog Konvertierer 76 konvertiert, und durch den vorderen linken Lautsprecher 14 durch einen Tiefpassfilter 78 und einen Verstärker 80 reproduziert.

Das Hauptsignal R des rechten Kanals (direkter Schall), das vorne reflektierte Schallsignal R1 des rechten Kanals, das reflektierte Schallsignal Rr des rechten Kanals und das Löschsignal Lc des linken Kanals werden zusammen addiert durch einen Addierer 82 und ein Summensignal wird in ein analoges Signal durch einen digital zu analog Konverter 84 konvertiert und durch den vorderen rechten Lautsprecher 15 durch einen Tiefpassfilter 86 und einen Verstärker 88 reproduziert. Ein Klangfeld kann effektiv erzeugt werden durch Verwendung von ungefähr 8 reflektierten Schallkomponenten für jeden Kanal (eine größere oder kleinere Anzahl von reflektierten Schallkomponenten kann verwendet werden).

Durch die oben beschriebene Anordnung werden der direkte Schall und der vorne reflektierte Schall in einem Raum zwischen den Lautsprechern 14 und 15 lokalisiert, während der reflektierte Schall des linken Kanals in einem Raum außerhalb des Lautsprechers 14 lokalisiert ist und der reflektierte Schall des rechten Kanals ist in einem Raum außerhalb des Lautsprechers 15 lokalisiert, wodurch Reproduktion von Tönen mit einem Gefühl der Erweiterung eines Klangfelds realisiert werden kann. Insbesondere kann ein Klangfeld, welches ein Klangfeld eines Konzertsaals oder einer anderen Umgebung simuliert, durch Einstellen eines reflektierten Schallmusters (Impulsantwort) des Klangfelds eines Konzertsaals oder einer anderen Umgebung für die Vorderseite, linke Seite und rechte Seite jeweils, Einstellen der Abgriffe zum Vorsehen von Verzögerungsausgängen des Verzögerungsschaltkreises 28 und der Multiplikationskoeffizienten der Koeffizientengeneratoren 30 und 32 des Erzeugungsschaltkreises 26 für vorne lokalisierten reflektierten Schall derart, dass sie an das vorne reflektierte Schallmuster angepasst sind, Einstellen der Abgriffe zum Vorsehen von Verzögerungsausgängen des Verzögerungsschaltkreises 140 und der Multiplikationskoeffizienten des Koeffizientengenerators 142 des Erzeugungsschaltkreises 126 für lokalisierten reflektierten Schall der linken Seite derart, dass sie an das linksseitig reflektierte Schallmuster angepasst sind, und Einstellen der Abgriffe zum Vorsehen von Verzögerungsausgängen des Verzögerungsschaltkreises 152 und der Multiplikationskoeffizienten des Koeffizientengenerators 154 für den Erzeugungsschaltkreis 128 für rechtsseitig reflektierten Schall derart, dass sie an das rechtsseitig reflektierte Schallmuster angepasst sind, reproduziert werden.

Weil die Verzögerungszeit und Multiplikationskoeffizienten des Löschsignals verschieden eingestellt sind für den jeweiligen reflektierten Schall kann ein weiter hörbarer Bereich erzeugt werden und der Effekt des Unterschieds in den Ohrcharakteristika zwischen Individuen kann abgemildert werden, so dass alle Zuhörer die Erweiterung eines Klangfelds durch die Lokalisierung außerhalb des Lautsprechers fühlen können.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das gleiche Signal auf die Verzögerungsschaltkreise 28, 140 und 152 angewandt, diese Verzögerungsschaltkreise 128, 140 und 152 können kombiniert werden zu einem einzigen Verzögerungsschaltkreis (oder die Verzögerungsschaltkreise 140 und 152 können zu einem einzigen Schaltkreis kombiniert werden) und die Anzahl der Abgriffe zum Vorsehen von Verzögerungssignalen kann erhöht werden, um die reflektierten Schallsignale FR1, FL1; Rr und Lr und die Löschsignale Rc und Lc zu erzeugen.

8 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel erzeugt der Erzeugungsschaltkreis 126 für linksseitig lokalisierten reflektierten Schall das reflektierte Schallsignal Lr des linken Kanals und das Linkskanal-Löschsignal Lc nur auf der Basis des Linkskanalsignals L und der Erzeugungsschaltkreis 128 für rechtsseitig reflektierten Schall erzeugt das reflektierte Schallsignal Rr des rechten Kanals und das Rechtskanal-Löschsignal Rc nur auf der Basis des Rechtskanalsignals R. Dieselben Komponententeile wie diejenigen des Ausführungsbeispiels von 1 werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 8 kann ein intensiveres Gefühl der Erweiterung eines Klangfelds erhalten werden als durch das Ausführungsbeispiel von 1, in welchem die reflektierten Schallsignale und die Löschsignale auf der Basis des Summensignals L + R des Linkskanalsignals L und des Rechtskanalssignals R erzeugt werden. In dem Ausführungsbeispiel von 8 haben die Tiefpassfilter 170 und 172 die gleichen Charakteristika wie der Tiefpassfilter 22. Die Verstärkung der Koeffizientengeneratoren 174 und 176 ist auf einen geeigneten Wert gesetzt.

In den Ausführungsbeispielen von 1 und 8 kann das Schaltkreisdesign des Erzeugungsschaltkreises 126 für linksseitig lokalisierten reflektierten Schall und des Erzeugungsschaltkreises 128 für rechtsseitig lokalisierten reflektierten Schall vereinfacht werden durch Modifizierung des Schaltkreises zu einem, welcher in dem unteren Abschnitt von 9 gezeigt ist.


Anspruch[de]
Eine stereophone Vorrichtung zur Klangfelderweiterung, welche folgendes aufweist:

Mittel (126) zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall des linken Kanals, um reflektierte Schallsignale des linken Kanals eines Eingangstonsignals zu erzeugen, welches verschiedene Verzögerungsseiten und verschiedene Pegel hat;

Mittel (128) zur Signalerzeugung von reflektiertem Schall des rechten Kanals, zum Erzeugen von Signalen von reflektiertem Schall des rechten Kanals eines Eingangstonsignals, welches verschiedene Verzögerungszeiten und verschiedene Pegel aufweist;

Mittel (110, 112; 130, 132) zur Löschsignalerzeugung des linken Kanals, zum Erzeugen von Löschsignalen des linken Kanals durch individuelle Verzögerung der reflektierten Schallsignale des linken Kanals mit Verzögerungszeiten, welche die Lokalisation der jeweiligen reflektierten Schallsignale des linken Kanals an verschiedenen Hörpunkten ermöglicht, bestimmt für die jeweiligen reflektierten Schallsignale des linken Kanals in einem Raum außerhalb eines Raums vor und zwischen Lautsprechern (14, 15) und durch Invertierung der Phase von jeweiligen reflektierten Schallsignalen des linken Kanals;

Mittel (116, 118) zur Erzeugung von Löschsignalen des rechten Kanals zum Erzeugen von Löschsignalen des rechten Kanals durch individuelle Verzögerung der reflektierten Schallsignale des rechten Kanals mit Verzögerungszeiten, welche die Lokalisation der jeweiligen reflektierten Schallsignale des rechten Kanals an verschiedenen Hörpunkten ermöglichen, bestimmt für die jeweiligen reflektierten Schallsignale des rechten Kanals in einem Raum außerhalb eines Raums vor und zwischen Lautsprechern (14, 15) und durch Invertierung der Phase von den jeweiligen reflektierten Schallsignalen des rechten Kanals;

Einen Lautsprecher (14) des linken Kanals, welcher an der vorderen linken Seite einer Hörposition eines Hörers angeordnet ist, zum Reproduzieren der reflektierten Schalsignale des linken Kanals und der Löschsignale des rechten Kanals; und

einen Lautsprecher (15) des rechten Kanals, welcher an der vorderen rechten Seite einer Hörposition angeordnet ist, zum Reproduzieren der reflektierten Schalsignale des rechten Kanals und der Löschsignale des linken Kanals.
Eine stereophone Vorrichtung zur Klangfelderweiterung gemäß Anspruch 1, welches ferner folgendes aufweist:

Dämpfungsmittel (142, 148) zum Dämpfen der Löschsignale des linken Kanals mit Multiplikationskoeffizienten, welche eine klarere Lokalisierung der jeweiligen reflektierten Schallsignale des linken Kanals an den jeweiligen Hörpunkten ermöglichen, bestimmt für die jeweiligen reflektierten Schallsignale des linken Kanals in dem Raum außerhalb des Raums vor und zwischen den Lautsprechern (14, 15); und

Dämpfungsmittel (154; 160) zum Dämpfen der Löschsignale des rechten Kanals mit Multiplikationskoeffizienten, welche eine klarere Lokalisierung der jeweiligen reflektierten Schallsignale des rechten Kanals an den jeweiligen Hörpunkten ermöglichen, bestimmt für die jeweiligen reflektierten Schallsignale des rechten Kanals in dem Raum außerhalb des Raums vor und zwischen den Lautsprechern (14, 15).
Eine stereophone Vorrichtung zur Klangfelderweiterung gemäß Anspruch 1, welche ferner Mittel (26) zum Erzeugen von vorne reflektierten Schallsignalen aufweist, zum Erzeugen von vorne reflektierten Schallsignalen eines Eingangsignals, welches verschiedene Verzögerungszeiten und verschiedene Pegel hat, wobei die vorne reflektierten Schallsignale durch den Lautsprecher (14) des linken Kanals und den Lautsprecher (15) des rechten Kanals reproduziert werden. Eine stereophone Vorrichtung zur Klangfelderweiterung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 3, welche ferner Mittel (22) zum Kombinieren der Eingangssignale aufweist, zum Kombinieren eines Eingangstonsignals des linken Kanals und eines Eingangstonsignals des rechten Kanals miteinand, um ein Eingangstonsignal zu bilden, welches zu den Mitteln (126) zur Erzeugung von reflektierten Schallsignalen des linken Kanals und den Mitteln (128) zum Erzeugen von reflektierten Schallsignalen des rechten Kanals geliefert wird. Eine stereophone Vorrichtung zur Klangfelderweiterung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 3, wobei das Eingangstonsignal, welches auf die Mittel (126) zur Erzeugung von reflektierten Schallsignalen des linken Kanals angewandt wird, ein Eingangstonsignal des linken Kanals ist, und das Eingangstonsignal, welches auf die Mittel (128) zum Erzeugen von reflektierten Schallsignalen des rechten Kanals angewandt wird, ein Eingangstonsignal des rechten Kanals ist. Eine stereophone Vorrichtung zur Klangfelderweiterung gemäß Anspruch 3, wobei die vorne reflektierten Schallsignale, welche durch den Lautsprecher (14) des linken Kanals reproduziert werden, die gleiche Verzögerungszeit wie die vorne reflektierten Schallsignale, welche von dem Lautsprecher (15) des rechten Kanals reproduziert werden, haben, und einen verschiedenen Pegel von den vorne reflektierten Schallsignalen, welche von dem Lautsprecher (15) des rechten Kanals reproduziert werden, aufweisen.






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